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在太空享受全(quán)WiFi智能(néng)家(jiā)居是什么体验?
来源: | 作者:energy-448 | 发布时间: 1490天(tiān)前(qián) | 1070 次浏(liú)览 | 分享到:
通过天地通信链(liàn)路和视频通话(huà)设备,神舟(zhōu)十二号的飞行人员(yuán)已经能够实现空间站与(yǔ)地(dì)面的双向视频通话和(hé)收发(fā)电子邮(yóu)件,并可借助(zhù)视觉监视系(xì)统实(shí)现太空监测,还能通过手(shǒu)持终端实现类似智能家居的控制。

6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的(de)长征二号F遥十二(èr)运载火箭,在酒泉卫(wèi)星发射中心点火(huǒ)发射(shè),顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得(dé)圆满成功。

15时54分,神州十二号采用自主快速交会对接模式成功(gōng)对接于天和核(hé)心舱前向(xiàng)端(duān)口,与此前已对接的天(tiān)舟二号货运飞船(chuán)一起构成(chéng)三舱(船)组合体,整(zhěng)个(gè)交会(huì)对接过程历时(shí)约6.5小时。 

这是(shì)我国载人航天工程立项实施以(yǐ)来(lái)的第19次飞行任务,也是继今(jīn)年4月29日与(yǔ)5月29日,我国先后成功发(fā)射(shè)空间站(zhàn)天和(hé)核心舱和天舟二号货运飞船后,在空(kōng)间(jiān)站阶段的首次载人飞(fēi)行(háng)任务。飞船入轨后,将按照预定(dìng)程序,与天和核(hé)心舱进(jìn)行自主快速交会对(duì)接。不仅如此,组合体飞(fēi)行期间,航天员将进驻天和核心舱(cāng),完成为(wéi)期3个月的在轨(guǐ)驻留。

 

对于载人航天而言,各类最前(qián)沿科技的应(yīng)用理所应当。事实上,通过天地(dì)通(tōng)信链路(lù)和(hé)视频通话设备,神舟十二号的(de)飞行人员已经能够实现空(kōng)间站(zhàn)与地(dì)面的双向视(shì)频通话和收发电子邮件,并可借助(zhù)视觉监视系统实现太空监测,还能(néng)通(tōng)过手持终端实现(xiàn)类似智能家(jiā)居的(de)控制。 通(tōng)信(xìn)系统:天地信息传输的“高速公路”

尽管目前的空地通讯已经(jīng)相对(duì)发达,但对于(yú)航空(kōng)领域而言,尤其是(shì)在空间站中,想要进行(háng)高水(shuǐ)平(píng)的(de)通信(xìn)并不容易。在神州十二(èr)及空间站的太空探索(suǒ)中,中国电科网络(luò)通信研究(jiū)院(54所)研(yán)制的遍布国内外的通信测控系统,将在神舟十二号发射段、交会对接段(duàn)、组合体在轨运行段、返回(huí)舱着陆搜(sōu)索(suǒ)救援段(duàn)的全过程,发挥(huī)重要的通信和测控作用。 



 我们可以想象,载(zǎi)人飞船和货运飞船均在宇宙中高速飞行,神州十(shí)二号若想(xiǎng)要与天舟二号进行交会,这就(jiù)需要测控系统实时对(duì)飞船进(jìn)行测控。在此次神州(zhōu)十二(èr)及空间站(zhàn)的(de)任务中(zhōng),统一测控系统通过对分布在酒泉、天津、青岛、厦门(mén)、渭南、智利等(děng)测控(kòng)站(zhàn)点进行整(zhěng)合,这是因为任何一个地面(miàn)站都不可能随时与飞船构成通信链路,之后通过(guò)遥测、外测,即可对天舟二号和神舟十二(èr)号进行远距离引导,从而精确控制他们进入对接轨道。 在地面测控站的“可视范围”下(xià),空地(dì)通信优先采用地面设备。不过,测控(kòng)系(xì)统则为天(tiān)地之间提供了多条通信链路(lù),有效支(zhī)持天地之间的话音、图像传输等服务;不仅如(rú)此,各测控链(liàn)路之间互(hù)为备份,中继星也站得高(gāo)、看得(dé)远,覆盖范围广。 


卫通站

此外(wài),卫星通信(xìn)系统也(yě)是天(tiān)地信息传输的(de)“高速(sù)公路”。 网络通信研究院研制的天(tiān)链一号地面(miàn)终端站是数据(jù)中继卫星系统的重要组成部分,是保证天地信息传输的关键。中继卫星数据(jù)传输容量大、传输速度高,真(zhēn)正保(bǎo)障了天地(dì)传输的实现。不仅如此(cǐ),天链一号的地面(miàn)终端(duān)站还采用了(le)自主(zhǔ)研制的全国产化平台监控系统,实现了链路资源的(de)自动化(huà)分(fèn)配及故障自(zì)动处置,提高了任务(wù)运行的可靠性,缩短了任务准备和故障处置时间。 



     
同时,天地通监(jiān)控(kòng)中心系统(tǒng)还可以实现音、视频图(tú)像的双(shuāng)向传(chuán)递,让航天(tiān)员和地面人员(yuán)进行实(shí)时(shí)图像交互。 总而言之天地通监控中心系统在天与地之间架起(qǐ)一座(zuò)完整、清晰、流畅的宽(kuān)带通(tōng)信(xìn)大桥;架(jià)设在太空36000千米的三颗中继卫(wèi)星组网运(yùn)行,通过地面(miàn)测控站,在天(tiān)与地之间打造了一条宽带、高效、可靠的(de)通信传输天路(lù)。 硬核技术(shù):辅助航天员(yuán)实现目标(biāo)


在(zài)神州十(shí)二号的既定任务中(zhōng),航天(tiān)员将开展机械臂操作、太空出舱等(děng)活动,而(ér)空间站的机(jī)械臂也是(shì)本次飞行任务的一大亮(liàng)点。 核心舱(cāng)的天和(hé)机械臂是一(yī)款七自由度机(jī)械(xiè)臂,采用(yòng)了“肩部3关节+肘部1关节(jiē)+腕部3关节”的配置方案(àn)。全展开长度可达10.2米,其中,肩部与(yǔ)腕部的配(pèi)置方案相同,各(gè)有一个末端(duān)执行器,用于(yú)对(duì)接舱(cāng)体(tǐ)表面的适配器,因(yīn)此具备舱体(tǐ)表面(miàn)爬行功能。 

    
 在这次任(rèn)务中,天和机械臂(bì)就将辅助航天员进行(háng)“太空漫(màn)步”,即(jí)支持航(háng)天员进行出舱活动。除了辅助出舱以外,天和机械臂还能承担包括舱外状态(tài)监视检查、负载搬运、舱外设备安装、悬停飞行器捕(bǔ)获及辅助对接等任务。 而之所以能够承(chéng)担(dān)如此重(chóng)任,也(yě)离不(bú)开天和机械(xiè)臂(bì)专(zhuān)门配备的一套视觉(jiào)监(jiān)视系统。该系统通过在肩部、腕部(bù)、肘部各自配置1台视觉相机(jī),其(qí)中,肩部与(yǔ)腕部视觉相机(jī)是舱外状态监视与舱表(biǎo)状态检查的(de)主要设备,可用于检查空间碎片撞击、舱内气体泄露导致的失压问题。 同时,天和机械臂具备(bèi)承载25吨级舱段实施转位对接的能力,将作为(wéi)实验舱转位(wèi)对接(jiē)的(de)备份(fèn)手段。 

     除天和机(jī)械臂外,航天员随身携带的(de)骨传导耳机也是保障行动的关键,其可帮助(zhù)航(háng)天员在各个舱段都能顺利进(jìn)行通(tōng)话。 不仅如此,根据(jù)国(guó)际同行(háng)的经验,航天员在(zài)太空中(zhōng)有相当(dāng)一部分工作是进行舱内组装(zhuāng)和(hé)维修,也就(jiù)是完成空间站(zhàn)的建造任(rèn)务,以及保持空间站十(shí)几年的运行,有很(hěn)多组装和维护维(wéi)修(xiū)工作需要航天员在太空中独(dú)立完成,其中有一些(xiē)甚至需要出舱,在舱外完成(chéng)。 



     仅在天和核心舱中,就有1243台设备,这些设(shè)备(bèi)的很多组装工作都(dōu)需要航天员(yuán)手工完成。为了让(ràng)航(háng)天(tiān)员的维(wéi)修和组装工作能够更(gèng)加准确、高效,设计(jì)师们从标志、颜(yán)色、外形等方面对(duì)要维(wéi)修组装的(de)设(shè)备、线缆和插头采取(qǔ)了一些措(cuò)施,确保航天员(yuán)在太空操作时“不看错、不误操作”。 全屋智能家居:未来空间站的(de)标配

       在(zài)此前(qián)首飞(fēi)成(chéng)功的长(zhǎng)征五号B运载火箭上,搭载(zǎi)着我国新一(yī)代载人飞船(chuán)试验船,试验船完成了“时间触发以太网(wǎng)星载原型系(xì)统”试验(yàn)任务。 据悉(xī),此次完成(chéng)试验的“时间触发以太网星载原型(xíng)系统”,简单说就是科研人(rén)员在飞船上搭建了一个高速局域网,将各个(gè)系统联通了起来。试验过程(chéng)中,该系统完成了时钟同(tóng)步、多源数据采样、高清图像传输等功能验证,实现了系统(tǒng)间数(shù)据(jù)的高速传(chuán)输;这是(shì)我国首次开展该技术的空间试验,标志着我(wǒ)国在该(gāi)领域具(jù)有(yǒu)了核(hé)心技术能力。与当前主流局域网速率相比,该系(xì)统性能(néng)提升了1000倍。



     
事(shì)实上,空(kōng)间站核心舱已经实现WiFi覆盖。通过“时间触(chù)发以太(tài)网星(xīng)载原型系统”,航天员可(kě)以(yǐ)在空间站里也形成类似智能家居的(de)智能航天器信(xìn)息体系。例如,航天员(yuán)人手配(pèi)备了一(yī)台手持终端,可(kě)以根据个人需求通过APP调节舱内照明,睡眠(mián)模式(shì)、工(gōng)作模式(shì)、运动模式,甚至仅仅通过光线改变即(jí)可(kě)调解(jiě)情绪,从而避免由于长时间(jiān)处(chù)于单(dān)调环境中所(suǒ)带来(lái)的不(bú)适。



       不仅(jǐn)如此,设(shè)计人员还在(zài)地面配备了一个和(hé)天空中一模(mó)一样的空间站,以确保(bǎo)在遇到突发情况时(shí),地面人员能够根据(jù)模拟空间(jiān)站的实际(jì)情况,给太空中(zhōng)的(de)航(háng)天员提供强有力的地面支持。

 写在最后

       空间(jiān)站是人类探索浩瀚宇宙深空(kōng)的(de)唯一前哨(shào)所。目(mù)前(qián),全球仅有中国空(kōng)间(jiān)站和美国及俄(é)罗斯主导的国际空间(jiān)站。不过,美国(guó)、俄罗斯已经先后开始退(tuì)出该领域。随着未来国际空间站的(de)退(tuì)役(yì),届时中国空间(jiān)站(zhàn)可能成为太空中(zhōng)唯一的空间站。而随(suí)着各类新技术在空间站的不断应用,我国这一(yī)“太空之家”或也将(jiāng)发挥出(chū)越来越大的价(jià)值。

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